การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในโรงงาน: โปรเจครถบังคับ ขับเคลื่อน 2 ล้อ Arduino กับ แอพแอนดรอยด์

เราจะเอาสิ่งที่เราเรียนรู้ Arduino จากที่่ผ่านๆมา มาประกอบเป็นรถบังคับ ควบคุมด้วย สมาร์ทโฟน แอนดรอยด์ ผ่านทาง Bluetooth HC-05 กันนะครับ
โปรเจครถบังคับ ขับเคลื่อน 2 ล้อ Arduino กับ แอพแอนดรอยด์ อุปกรณ์ที่ต้องใช้ก็คือ
1. 2WD Smart Car Robot Chassis Kits
2. Arduino UNO R3 - Made in italy
3. Motor Drive Module L298N
4. HC-05 Bluetooth Master Slave
5. สาย Jumper Female to Male ยาว 20cm.
6. สาย Jumper Male to Male ยาว 20cm.
7. รางถ่านแบบ 18650 ใส่ถ่าน 3 ก้อน
8. แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 จำนวน 3 ก้อน
9. เสารองแผ่นพีซีบีโลหะแบบเหลี่ยม 6 mm 12 ชิ้น
เริ่มต้นด้วยการ ประกอบ Smart Robot Car Chassis Kit

แนะนำให้ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 (ขนาดใหญ่กว่า แบตเตอรี่ ขนาด AA ปรกติ) แรงดันไฟเฉลี่ย 3.7V (3400 mAh) จำนวน 3 ก้อน ได้ไฟรวมประมาณ 11.1 โวลต์ และ ก็ต้องเปลี่ยน รางถ่าน เป็นแบบ 18650 ใส่ถ่านได้ 3 ก้อน แบบวงจรอนุกรม ด้วย

รุูจัก : Li-ion (ลิเธี่ยมไอออน) และ Li-Mn (ลิเธี่ยมแมงกานีส หรือเรียกอีกอย่างว่า High Drain) ขนาดของตัวจะมาเป็นรหัสครับเช่น 18650 ข้อดี คือ สามารถชาร์จได้ แต่ ไม่ควรใช้จนไฟหมดหรือแรงดันต่ำกว่าที่กำหนดเอาไว้เพราะจะทำให้เซลล์แบตฯ เสียหายไม่สามารถนำมาใช้ได้อีก

V คือ Volt (โวลต์) เป็นค่าความต่างศักดิ์ไฟฟ้า คล้ายๆแรงดันไฟ นึกภาพถึง แรงดันน้ำ แรงดันลม ความดันเลือด (เป็นแรงดันไฟ หรือ แรงดันไฟฟ้า)

mAh คือ m = มิลลิ , A = แอมป์ , h = ชั่วโมง หมายถึง ถ่านก้อนนี้สามารถจ่ายกระแสได้ กี่มิลิแอมป์ ใน 1 ชั่วโมง (เป็นความจุไฟ หรือ กระแสไฟฟ้า)

เริ่มด้วย ต่อวงจร Arduino UNO กับ L298N Motor Driver ตามรูปการต่อวงวงจร

นำไฟจากแบตเตอรี่ลิเธียม 18650 ไปต่อตรงกับ L298N Motor Driver (ไม่ต่อกับ พอร์ต Power Supply ของ บอร์ด Arduino UNO R3 ) และ นำไฟ 5 โวลต์ ที่ออกจาก L298N Motor Driver ต่อออกไปเลี้ยง บอร์ด Arduino UNO R3 ตามรูปการต่อวงวงจร

ต่อวงจร Arduino UNO กับ HC-05 Bluetooth ตามรูปการต่อวงวงจร
*** ถ้า HC-05 ไม่ทำงาน ให้ ทดลอง กดที่ปุ่ม BUTTON SWITCH ของ HC-05 ***

เปิดโปรแกรม Arduino (IDE) เขียน โค้ด และ Upload ไปยังบอร์ด Arduino UNO ดังนี้

#include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial BTSerial(9, 10);
int dir1PinA = 2; int dir2PinA = 3; int speedPinA = 6; int dir1PinB = 4; int dir2PinB = 5; int speedPinB = 7;
void setup()  {
Serial.begin(9600);
pinMode(dir1PinA,OUTPUT);
pinMode(dir2PinA,OUTPUT);
pinMode(speedPinA,OUTPUT);
pinMode(dir1PinB,OUTPUT);
pinMode(dir2PinB,OUTPUT);
pinMode(speedPinB,OUTPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
digitalWrite(8, HIGH);
Serial.begin(9600);
BTSerial.begin(9600);  }

void loop()  {
if (BTSerial.available())
Serial.write(BTSerial.read());
if (Serial.available())
BTSerial.write(Serial.read());
if (BTSerial.available() > 0) {
int inByte = BTSerial.read();
int speed;
switch (inByte) {
case 'F':
analogWrite(speedPinA, 255);
analogWrite(speedPinB, 255);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir1PinB, HIGH);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
digitalWrite(dir2PinB, LOW);
Serial.println("Motor 1 Forward");
Serial.println("Motor 2 Forward");
Serial.println(" ");
break;

case 'S':
analogWrite(speedPinA, 0);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
Serial.println("Motor 1 Stop");
analogWrite(speedPinB, 0);
digitalWrite(dir1PinB, LOW);
digitalWrite(dir2PinB, HIGH);
Serial.println("Motor 2 Stop");
Serial.println(" ");
break;
case 'B':
analogWrite(speedPinA, 255);
digitalWrite(dir1PinA, HIGH);
digitalWrite(dir2PinA, LOW);
Serial.println("Motor 1 Back");
analogWrite(speedPinB, 255);
digitalWrite(dir1PinB, LOW);
digitalWrite(dir2PinB, HIGH);
Serial.println("Motor 2 Back");
Serial.println(" ");
break;
case 'L':
analogWrite(speedPinA, 0);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
Serial.println("Motor 1 Left");
analogWrite(speedPinB, 255);
digitalWrite(dir1PinB, HIGH);
digitalWrite(dir2PinB, LOW);
Serial.println("Motor 2 Left");
Serial.println(" ");
break;
case 'R':
analogWrite(speedPinA, 255);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
Serial.println("Motor 1 Right");
analogWrite(speedPinB, 0);
digitalWrite(dir1PinB, LOW);
digitalWrite(dir2PinB, HIGH);
Serial.println("Motor 2 Right");
Serial.println(" ");
break;
case 'I':
analogWrite(speedPinA, 150);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
Serial.println("Motor 1 Forward L");
analogWrite(speedPinB, 255);
digitalWrite(dir1PinB, HIGH);
digitalWrite(dir2PinB, LOW);
Serial.println("Motor 2 Forward L");
Serial.println(" ");
break;
case 'G':
analogWrite(speedPinA, 255);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
Serial.println("Motor 1 Forward R");
analogWrite(speedPinB, 150);
digitalWrite(dir1PinB, HIGH);
digitalWrite(dir2PinB, LOW);
Serial.println("Motor 2 Forward R");
Serial.println(" ");
break;
case 'J':
analogWrite(speedPinA, 200);
digitalWrite(dir1PinA, HIGH);
digitalWrite(dir2PinA, LOW);
Serial.println("Motor 1 Back L");
analogWrite(speedPinB, 255);
digitalWrite(dir1PinB, LOW);
digitalWrite(dir2PinB, HIGH);
Serial.println("Motor 2 Back L");
Serial.println(" ");
break;
case 'H':
analogWrite(speedPinA, 255);
digitalWrite(dir1PinA, HIGH);
digitalWrite(dir2PinA, LOW);
Serial.println("Motor 1 Back R");
analogWrite(speedPinB, 200);
digitalWrite(dir1PinB, LOW);
digitalWrite(dir2PinB, HIGH);
Serial.println("Motor 2 Back R");
Serial.println(" ");
break;

default:

for (int thisPin = 2; thisPin < 11; thisPin++)
{
digitalWrite(thisPin, LOW);
}
}
}
}

เพิ่มเติมการเรียนรู้ ภาษา C

นอก จากการใช้คำสั่ง if เพื่อกำหนดเงื่อนไขเพื่อให้โปรแกรมเลือกที่จะทำงานสายงานใดแล้ว ในภาษา C ยังมีคำสั่ง switch อีกคำสั่งหนึ่ง เพื่ออำนวยความสะดวกแก่ผู้เขียนโปรแกรม ในการที่นำมาใช้แทนคำสั่ง if ที่ซ้อนกันหลาย ๆ ชั้น โดยที่คำสั่ง switch จะนำค่าของตัวแปรที่อยู่หลังคำสั่ง switch มาเปรียบเทียบกับค่าที่อยู่หลัง case แต่ละคำสั่ง ถ้าตรงกัน ก็จะทำสายงานที่อยู่ใน case นั้น ๆ แต่ถ้าไม่ตรงกับ case ใด ๆ เลย จะทำหลังคำสั่ง default โดยมีรูปแบบประโยคคำสั่งดังนี้

ประโยค switch หนึ่งประโยคจะมีกี่ case ก็ได้ หรือไม่มีเลยก็ได้ และอาจมี default เป็นตัวเลือกเสริม

ประโยคคำสั่ง break

เป็นคำสั่งที่ใช้ในการหลุดออกจากเงื่อนไข โดยไม่ต้องทำงานจนจบบล๊อกของคำสั่ง

ตัวอย่างตามโค้ดด้านบน เช่น

switch (inByte) {
case 'F':
analogWrite(speedPinA, 500);
analogWrite(speedPinB, 500);
digitalWrite(dir1PinA, LOW);
digitalWrite(dir1PinB, HIGH);
digitalWrite(dir2PinA, HIGH);
digitalWrite(dir2PinB, LOW);
Serial.println("Motor 1 Forward");
Serial.println("Motor 2 Forward");
Serial.println(" ");
break;
case 'H':
analogWrite(speedPinA, 500);
digitalWrite(dir1PinA, HIGH);
digitalWrite(dir2PinA, LOW);
Serial.println("Motor 1 Back R");
analogWrite(speedPinB, 200);
digitalWrite(dir1PinB, LOW);
digitalWrite(dir2PinB, HIGH);
Serial.println("Motor 2 Back R");
Serial.println(" ");
break;

default:

การ นำคำสั่ง break มาซ้อนไว้ใน case ต่าง ๆ ของคำสั่ง switch จะช่วยให้โปรแกรมไม่ล่วงล้ำเข้าไปทำใน case ที่อยู่ถัดไป แต่ถ้าไม่มีประโยคคำสั่ง break เมื่อทำ case ใด ๆ เสร็จเรียบร้อยแล้ว คอมไพล์เลอร์ก็จะให้ไปทำใน case ที่อยู่ถัดไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะจบบล๊อกของประโยคคำสั่ง switch จากนั้นจะทำงานต่อไป ในประโยคคำสั่งที่อยู่ถัดไป